Đang tải... (xem toàn văn)
Sãng dõng :Lµ sù giao thoa cña sãng ph¶n x¹ vµ sãng tíi , h×nh thµnh nh÷ng bông sãng vµ nót sãng... Sãng ®iÖn tõ : §iÖn tõ trêng lan truyÒn trong kh«ng.[r]
(1)Vật lý lý thuyết yếu lợc Chơng I: Dao động học
1 Dao động: Là chuyển động qua lại nhiều lần quanh vị trí cân bền
2 Dao động tuần hồn: Là dao động mà trạng thái chuyển động lặp lại nh cũ sau chu kỳ(Trạng thái dao động bao
gồm vị trí hớng dao động).
3 Dao động điều hoà:
- Là dao động chịu tác dụng lực hồi phục F=- kx
Còn gọi lực kéo (Với k lµ hƯ sè håi phơc)
- Là hình chiếu chuyển động trịn lên đờng kính - Là nghiệm phơng trình x’’ + 2 x = - Là nghiệm phơng trình a = - 2 x - Có dạng x = A sin (t + )
- x = A cos (t + ) - x = B + A cos (t + ) - x = Wcos 2 (t + )
- x = A1 cos (t + 1) + A2 cos (t + 2) Chu kỳ T tần số f tÇn sè gãc :
= √k
m (rad/s) T =
2 π
ω (s) f =
1
T (Hz) Víi k lµ hƯ sè håi phơc
5 Vận tốc gia tốc dao động điều hoà : Dao động điều hoà x = A cos (t + ) Vận tốc v = - Asin (t + ) = V cos (t + + /2) Gia tốc a = - A 2cos (t + ) = @ cos (t + + ) Con lắc lò xo :
Phơng dao động hợp với phơng ngang góc Vị trí cân
lß xo nÐn : Δ l0 = mg sin α
k
= √k
m = √
kg
mg = √
g sin α Δl0
HƯ lß xo song song k = k1 + k2 HƯ lß nèi tiÕp
k=
1
k1+
1
k2
C«ng thøc Young : k = E S
l cho lò xo đồng : kl = ES = const
Lực đàn hồi cực đại cực tiểu: Fmax = k( Δ l0 +A)
Fmin = A Δ l0 Fmin = k( Δ l0 - A) A < Δ l0 Con lắc đơn : Điều kiện dao động điều hoà 200
Lùc håi phôc Pt = - mgsin = - mg = - mg
l s = -ks
= √k
m = √
mg
ml = √
g
l T = 2 √ l
g m
phơng trình li độ góc = 0 cos(t + ) phơng trình li độ dài s= s0 cos(t + )
g vị trí mặt đất, g tăng theo vĩ độ g giảm theo độ cao mặt biển Chiều dài l t0 l
2 = l1 [1 + (t2- t1) ]
Sức căng dây treo : T = mg( 3cos - cos0) VËn tèc v =
cos α − cos α0 gl(¿)
√¿
8 Năng l ợng dao động điều hoà : W = Wđ + Wt Chuyển động xa cân Wđ giảm , Wt tăng Chuyển động hớng cân Wđ tăng , Wt giảm Xét dao động điều hoà x = A cos (t + )
W® =
(2)Wt =
2 m 2A2cos2 (t + ) = Wcos2 (t + )
W = W®+Wt = W®m· = Wtmax =
2 m 2A2 t bảo toàn
Chỳ ý : Wđ Wt dao động điều hoà
với chu kỳ nửa chu kỳ vật dao động điều hoà Hệ quả: A2 = x2 + v
2
2
9 Tổng hợp DĐĐH ph ¬ng cïng tÇn sè x1 = A1 cos (t + 1)
x2 = A2 cos (t + 2) Dao động tổng hợp :
A = √A12+A22+2 A1A2cos(ϕ1−ϕ2) tg = A1sin ϕ1+A2sin ϕ2
A1cos ϕ1+A2cosϕ2
Chó ý: A1 -A2 A A1 + A2
NÕu 1 < 2 th× 1 < < 2
NÕu A1 = A2 th× =
ϕ1+ϕ2
10 Dao động tự :
- Là dao động mà T f phụ thuộc đặc tính hệ , khơng phụ thuộc yếu tố hệ
- Là dao động nhờ kích thích ban đầu, q trình dao động, khơng nhận thêm lợng - Cịn gọi dao động riêng , có Triêng f riêng
11 Dao động tắt dần :Biên độ giảm dần theo thời gian
Trong thực tế dao động tự tắt dần(Nguyên nhân tắt dần dao động ma sát khô ma sát nhớt và sự toả nhiệt lò xo)
12 Dao động c ỡng : Dao động dới tác dụng ngoại lực biến thiên tuần hoàn Fn = F0cos ( Ω t + ) Tần số ngoại lực fcb , tần số dao động riêng fr 13 Cộng h ởng : Là tợng biên độ dao động cỡng tăng lên đột ngột fcb = fr
14 Chú ý : Dao động cỡng khơng tắt dần
Ch¬ng II :Sãng c¬ häc ¢m häc
1 Sóng học: Là lan truyền dao động học môi trờng vật chất theo thời gian
Cã hai lo¹i sãng c¬ häc:
Sóng ngang : Phơng dao động ┴ phơng truyền sóng Sóng dọc : Phơng dao động phơng truyền sóng Đặc tính sóng :
- Tuần hoàn theo thời gian - Tuần hoàn theo không gian - Mang truyền lợng
- Mi phn t mụi trờng dao động quanh vị trí cân mà khơng chuyển dời theo sóng - Sóng học phản xạ, giao thoa, nhiễu xạ
- Sóng học truyền đợc chất rắn, chất lỏng, chất khí , khơng truyền đợc chân khơng
- Sóng dọc truyền đợc rắn, lỏng, khí - Sóng ngang truyền đợc môi trờng rắn bề mặt chất lỏng
3 B íc sãng :
- Là khoảng cách gần theo phơng truyền sóng hai điểm dao động pha
- Là quãngđờng sóng truyền đợc chu kỳ Ph ơng trình truyền sóng: Tâm sóng O dao độngtheo :
uO = a sin(2ft + )
Xét điểm M có OM = d M dao động theo phơng trình uM = a sin (2 t
T - 2 d
+)
Những điểm cách theo phơng truyền sóng khoảng d lÖch pha 2 d
(3)nếu d = k dao động pha
nếu d = (2k + 1) /2 dao động ngợc pha Chu kỳ, tần số, b ớc sóng, vận tốc truyền sóng :
= v T = v / f v = / T = f
6 Biên độ sóng: Sóng truyền xa biên độ giảm, phần hao phí lợng nhng nguyên nhân mật độ lợng giảm
Trờng hợp sóng truyền theo phơng mặt sóng phẳng biên độ hầu nh không giảm truyền xa Súng õm :
Là sóng học có f [16 20000 Hz] f < 16 Hz gọi hạ âm ; f > 20000 Hz siêu âm
8 S truyn õm : m truyn đợc rắn lỏng khí, khơng truyền đợc chân không Vật đàn hồi truyền âm tốt Vật nhẹ xốp truyền âm
Vận tốc âm phụ thuộc chất nhiệt độ môi trờng Độ cao âm phụ thuộc tần số,
©m cao có f lớn , âm trầm có f nhỏ
10 Nhạc âm : dao động tuần hoàn , gây cảm giác nghe êm dễ chịu
- Độc âm xung áp suất (biên độ lớn, Δ t nhỏ, khơng tuần hồn) nh tiếng súng , tiếng sét …
- Tạp âm nối tiếp nhiều độc âm khác nh tiếng sóng biển, tiếng máy nổ , tiếng ồn … 11 Âm sắc : đặc tính sinh lý âm hình thành sở tần số biên độ hoạ âm Mỗi âm có tần số f1 hoạ âm fn = nf1
Âm sắc dạng đồ thị dao động âm
12 Mức c ờng độ âm : Diện tích S (m 2) đặt phơng truyền âm, t (s) có lợng âm W (J) truyền qua Cờng độ âm I = ƯW
St ( W/m )
Mức cờng độ âm L = lg I
I0 (Ben dB) I0 cờng độ âm chuẩn phụ thuộc tần số âm 13 Độ to âm :
- Ngỡng nghe cờng độ âm nhỏ nghe đợc
- Ngỡng đau cờng độ âm lớn tai chịu đợc, lớn ngỡng tai bị đau đớn - Miền nghe đợc nằm ngỡngnghe ngỡngđau
14 Nguồn âm : Các vật dao động phát âm Vật rắn, lỏng khí
15.Hộp cộng h ởng : Là cột khơng khí đầu kín, đầu hở có sóng dừng làm âm nghe rõ chiều dài cột khơng khí l = (2k + ) / 4
16 Giao thao sóng : Là tổng hợp hai hay nhiều sóng kết hợp khơng gian, có chỗ cố định mà biên độ sóng đợc tăng cờng hay giảm bớt
- Điều kiện giao thoa phải hai sóng kết hợp : Cùng phơng dao động, tần số, hiệu số pha không đổi. 17 Lý thuyết giao thoa :
Nếu hai tâm sóng điểm dao động pha : - Điểm có biên độ cực đại Amax = a Δ d = k
- Điểm đứng yên Amin = Δ d = (2k – 1) / 2
Các vân giao thoa có hình hyperbol, có vân thẳng trung trực đờng nối hai tâm sóng
18 Sóng dừng :Là giao thoa sóng phản xạ sóng tới , hình thành bụng sóng nút sóng Hai bụng sóng gần cách / 2
Một bụng nút gần c¸ch / 4
Rất gần tâm sóng có nút sóng, đầu dây cố định có nút, tự có bụng sóng Điều kiện chiều dài dây để có sóng dừng :
Một đầu bụng đầu nút: l = (2k + 1) / 4 Hai đầu lµ nót l = k / 2
19 Số bụng sóng số nút sóng dây:
- Hai đầu nút: Số bụng N = l / Sè nót n = N ± 1
- Một đầu nút, đầu bụng : N= n = l − λ /4
λ/2
20 Trên đ ờng nối hai tâm sóng : Có tợng nh sóng dừng, hình thành bụng sóng nút sóng 21 Số bụng sóng số nút sóng đ ờng nối tâm hai nguồn sóng dao động pha, có giao thoa - Trung điểm hai tâm sóng có bụng sóng
- Số bụng sóng số lẻ N = [l
λ] 2 + 1
- Số nút sóng số chẵn n = N ± 1
nÕu l
λ−[ l
λ] > 0,5 th× lÊy dÊu +
(4)ChơngIII : Dòng điện xoay chiều Hiệu điện dao động điều hoà : Khung dây đặt từ trờng có từ thông = NBS cos Cho khung quay vận tốc góc = t + = NBS cos(t + ) biến thiên, khung xuất suất điện động cảm ứng e = - ’ e = NBS sin (t + ) = E0 sin (t + )
Giữa hai đầu khung có hiệu điện u = e – ir e u = U0 sin (t + u ) hiệu điện dao động điều hoà Dòng điện xoay chiều:
Đặt u vào mạch tiêu thụ điện, mạch có dịng điện cỡng bức: i = I0 sin (t + i ) dao động điều hồ gọi dịng điện xoay chiều
Chú ý: '' Dòng điện xoay chiều'' tên riêng cho
dịng điện dao động điều hồ
3 Các giátrị hiệu dụng:I = I0
2 U =
U0
√2 E =
E0 2
4 Các loại phần tử mạch điện xoay chiều: - Điện trở thuÇn R = l
S u cïng pha víi i
- C¶m kh¸ng Z L = L u sím / so víi i - Dung kh¸ng Z C =
ωC u trễ / so với i Chú ý : Dịng điện khơng đổi i = I t có T = ∞ ; f = 0; = Z L = ; Z C = ∞
5 M¹ch RLC :
Tæng trë Z = √R2+(ZL− ZC)2
Định luật Ohm I = U
Z
tg = ZL− ZC
R víi = u - i
6.C«ng suÊt:
P = I2 R cho máy thu toả nhiệt P = U I cos cho trờng hợp
7 Cộng h ởng :Mỗi mạch điện có tần số riêng riêng =
1
LC Đặt đoạn mạch vào u = U0 sin (t + u )
trong mạch có dao động cỡng i = I0sin(t + i )
Nếu tần số cỡng = riêng mạch có cộng hởng, I = I max ; Z = Z = R i = I0 maxsin (t + u )
= ; tg = ; k = cos = ; u vµ i cïng pha
8 ý nghĩa hệ số công suất:Với tải tiêu thụ R L C cần công suất xác định P = U I cos, dòng điện I chạy qua mạch đồng thời chạy qua đờngdâytải có điện trở Rtải Công suất toả nhiệt đờng dây tải P = I2 R tải
Để giảm công suất hao phí P , ta phải giảm I , muốn giữ công suất xác định phải tăng hệ số công suất cos Máy phát điện xoay chiều pha
(còn gọi máy dao điện pha) - Nguyên tắc: Dựa tợng cảm ứng điện từ - CÊu t¹o :
Phần cảm sinh từ trờng Phần ứng sinh dòng điện Phần đứng yên l stato Phn quay l rụto
Loại máy có phần ứng quay cần thêm góp điện
Phần cảm nam châm vĩnh cửu (máy công suất nhỏ ) nam châm điện (máy công st lín)
Để giảm số vịng quay rơto, ngời ta dùng p cuộn dây p cặp cực N- S Khi rơ to quay = n (vịng/ s) tần số dịng điện f = p n (Hz )
10 Dòng điện ba pha :
- Là hệ thống gồm ba dòng điện xoay chiều, biên độ, tần số, lệch pha 2 /
Dịng3 pha có u điểm mà dịng pha khơng có đợc tiết kiệm dây dẫn đặc biệt sinh từ trờng quay - Dòng pha máy phát xoay chiều ba pha phát
11 M¸y dao điện ba pha :
- Nguyên tắc : Dựa tợng cảm ứng điện từ
- Cấu tạo : gồm cuộn dây giống đặt lệch 1200 đờng tròn thuộc stato. - Rôto nam châm điện
(5)- Cách mắc hình : Gồm dây pha (gọi dây nóng hay dây lửa ) dây trung hoà (dây nguội ) dây pha dây trung hoà có Upha
Giữa d©y pha cã Ud©y = Upha √3
Nếu tải tiêu thụ giống dây trung hồ có I = - Cách mắc : Chỉ dùng cho tải tiêu thụ giống 12 Động không đồng ba pha :
- Nguyên tắc : Khung dây đặt từ trờng quay (bằng cách quay nam châm vĩnh cửu) Khung dây quay theo chiều với nhỏ (gọi quay không đồng )
- Từ trờng quay tạo dòng ba pha: Cho dòng điện ba pha chạy vào cuộn dây đặt lệch 1200 vòng tròn Mỗi dòng điện sinh từ trờng biến thiên,
tổng hợp B = B1 + B2 + B3 đợc từ trờng có độ lớn khơng đổi quay với dịng điện - Cấu tạo động cơ:
+ Stato : gồm cuộn dây đặt lệch 1200
+ Rôto đoản mạch có lõi thép hình trụ, mặt trụ đặt kim loại nối kín thành khung dây - Chuyển động: Cho dòng pha chạy vào cuộn dây
của stato, tạo từ trờng quay làm rôto quay theo chiều với nhỏ tần số góc dịng điện - Ưu điểm : Công suất lớn, đổi chiều quay dễ dàng
13 Máy biến thế:
-Nguyên tắc : tợng cảm øng ®iƯn tõ
- Cấu tạo : gồm cuộn dây sơ cấp S1 thứ cấp S2 có số vịng n1 n2 chung lõi Fe hình xuyến chữ nhật rỗng (lõi Fe đợc chống dịng Phucơ)
Các cơng thức biến đổi :
U1 U2
= n1
n2
I1 I2
= n2
n1
f1 = f2 U1 I1= U2I2
NÕu U1 U2 máy máy hạ
Cun có vịng dây có tiết diện lớn Hiệu suất máy cao, tới 99,5 14 Tải điện xa: không tránh khỏi hao phí lợng toả nhiệt đờng dây tải Phải tìm cách giảm hao phí
Công suất tải Công suất hao phí P = UI I = P
U P = I R = P2 R U2
Cã hai c¸ch gi¶m hao phÝ :
- Gi¶m R , cách tốn - Tăng U trớc tải
cỏch ny thc hin d dàng nhờ máy biến 15 Ưu việt dòng xoay chiều: dễ sản xuất, dễ tải đi, dễ biến đổi thành dạng lợng khác 16 Sự cần thiết dịng điện chiều:
Cã nh÷ng công việc thiết phải dùng dòng chiều nh mạ điện, điện phân, thiết bị vô tuyến Cách tạo dòng chiều: pin ắc quy, máy phát ®iƯn mét chiỊu , chØnh lu dßng ®iƯn xoay chiỊu
Chơng IV: Dao Động Điện Từ Sóng ĐiệnTừ
1 Mạch dao động: Gồm cuộn dây L ( có điện trở r không đáng kể ) tụ điện C mắc thành mạch kín Kích thích dao động: Tích điện tích Q0 cho tụ C đóng mạch cho tụ C phóng điện qua cuộn cảm L Khảo sát dao động :
Tụ điện đợc tích Q0 = CU0 Dịng điện i = q’(t) cuộn cảm xuất Sđđ tự cảm e = - L i’ = - L q’’ Theo định luật Ohm u = e - ir e , mặt khác u = q / C q
C = - L q’’ q’’ +
1
LC q = Đặt 2 = LC
Ta đợc phơng trình vi phân q’’ + q = 0 Các nghiệm phơng trình
q = Q0 cos (t + )
i = q’ = - Q0 sin(t + ) = - I sin(t + ) u = q
C =
Q0
C sin (t + ) = U0 sin (t + )
Trong mạch có đại lợng q ; i ; e ; u ; điện trờng E từ trờng B DĐĐH với tần số góc tần số góc riêng mạch dao động riêng =
(6)4 Năng l ợng điện từ : Trong mạch LC có dao động điện từ có lợng điện trờng Wc tập trung tụ điện C lợng từ trờng Wl cuộn cảm L
Wc =
2
q2
C =
1
Q02
C cos
2 (t + )
WL =
2 L i 2=
2 LI02 sin2(t + ) =
2
Q02
C cos
2(t + )
W = Wc+ WL =WC max = WL max =
1
Q02
C =
1
2 LI02 t
WC WL dao động điều hồ với tần số gấp đơi tần số riêng mạch LC, chu kỳ WC WL nửa chu kỳ riêng mạch
5 HƯ qu¶ :
2 q
2
C +
1
2 L i =
Q02
C =
1
2 LI02 =
2 CU02 Tần số góc riêng =
LC =
I0 Qo
6 Dao động điện từ cao tần : có f 10 Hz So sánh dao động học dao động điện từ : x q v i WC Wt WL Wđ
8 Điện tr ờng E biến thiên từ tr ờng B biến thiên : - E biến thiên sinh B xốy có đờng cảm ứng từ kín bao quanh đờng sức điện - B biến thiên sinh E xốy có đờng sức điện kín bao quanh đờng cảm ứng từ Dòng điện dẫn v dũng in dch :
- Dòng điện dẫn dòng chuyển dời hạt điện vật dẫn Dòng điện sinh từ trờng
- Khi tụ điện phóng điện hay tích điện điện trờng biến thiên sinh từ truờng dòng điện qua tụ điện Dòng gọi dòng điện dịch (sinh từ trờng) 10 Điện từ tr ờng trờng có hai mặt thể ®iƯn trêng vµ tõ trêng
11 Sãng ®iƯn tõ : Điện từ trờng lan truyền không
gian tạo thành sóng điện từ Sóng điện từ sóng ngang, có phản xạ, nhiễu xạ, giao thoa nh sóng học, truyền đợc mơi trờng rắn, lỏng, khí ;
khác sóng học, sóng điện từ truyền đợc chân khơng vơi vận tốc v = c ánh sáng sóng điện từ 12 Sóng vơ tuyến điện
= v T = v
f =
2 π v
ω = 2 v √LC
Phân thành loại : Sóng dài ; Sãng trung ;
Sãng ng¾n 1; Sãng ng¾n 2; Sãng cùc ng¾n víi c¸c ranh giíi 3000m ; 200m ; 50m; 10m - Sóng dài bị nớc hấp thụ : Dïng th«ng tin díi níc
- Sóng trung : ban ngày bị tầng điện li hấp thụ, đêm đợc tầng điện li phản xạ Nghe đài sóng trung ban đêm rõ - Sóng ngắn : phản xạ nhiều lần tầng điện li mặt
đất nên truyền đợc đến nơi mặt đất
- Sóng cực ngắn không bị tầng điện li hấp thụ hay ph¶n
xạ, đợc dùng thơng tin vũ trụ Sóng cực ngắn dùng truyền hình phải có đài tiếp sóng vệ tinh phát sóng 13 Một số thời điểm nhạy cảm
Wc= WL ⇔ i =
I0
√2 u =
U0 √2 ;
WL=3 WC ⇔ i = √3 I0
2 u =
U0
2 ;
Wc= 3WL ⇔ i =
I0
2 u =
√3 U0
2 ;
*Mét sè công thức vật lý 11: - Tụ điện phẳng : C =
9 109
εS
4 πd
- Cờng độ điện trờng đều: E = U
d
(7)B = 10-7 N
l i
Ch¬ng V : TÝnh chÊt sãng cđa ¸nh s¸ng
1 Tán sắc ánh sáng: Chiếu ánh sáng trắng qua lăng kính, chùm ló lệch phía đáy xoè thành nhiều màu nh cầu vồng: đỏ, cam , vàng, lục , lam , chàm , tím
- ánh sáng đơn sắc : có màu định, khơng bị tán sắc qua lăng kính - ánh sáng trắng: tập hợp vơ số ánh sáng đơn sắc
có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím
-ánh sáng trắng : nhận giá trị 0,38 - 0,76m - Chiết suất chất vào màu : n đỏ n tím - ứng dụng : giải thích cầu vồng ; làm máy quang phổ
- Định nghĩa tán sắc ánh sáng: phân tích chùm ánh sáng phức tạp thành chùm ánh sáng đơn sắc khác chiếu xiên góc qua mặt phân cách hai mơi trờng suốt
2 Giao thoa ¸nh s¸ng
- ThÝ nghiƯm Young : Ngn s¸ng , kÝnh läc sắc , chắn M có khe hẹp S , chắn M12 có hai khe hẹp S1 S2 song song với S , hứng ảnh giao thoa E
- Kết : Các vạch sáng xen kẽ vạch tối - Giải thích : Chỉ giải thích đợc , cơng nhận ánh sáng q trình sóng
- Kết luận : Khắng định ánh sáng có tính chất sóng - Giao thoa mỏng :
Vân đồng độ dày : Bong bóng xà phịng , xà cừ vỏ ốc, váng dầu mặt nớc… Vân đồng độ nghiêng: đĩa CD
3 C«ng thøc giao thoa :
Hiệu đờng hai sóng: d = ax
D
Khoảng vân i = D
a
Bíc sãng =
D
Toạ độ vân sáng x = k λD
a = k i
Toạ độ vân tối x = (2k 1) λD
2 a = (2k 1)
i
2
( miền dơng Ox chọn dấu " '' ) Sự chiết suất vào màu : n đỏ n tím
đỏ tím n nghịch biến với Giao thoa với ánh sáng trắng : Vân trung tâm có màu trắng vân khác có nhiều màu nh cầu vồng, viền đỏ , viền tím
Bề rộng quang phổ bậc k : x = k ( i đỏ - i tím ) Máy quang phổ : Dùng để phân tích chùm sáng
đa sắc thành nhiều chùm sáng đơn sắc ( để nhận biết thành phần chùm sáng phức tạp ) -Cấu tạo : Có ba phận : ống chuẩn trực Lăng kính P
Buồng ảnh
6 Các loại quang phổ :
Quang phổ liên tục Quang phổ phát xạ vạch Quang phổ hấp thụ vạch
Định nghĩa Dải sáng cã nhiỊu mµu
biến thiên liên tục từ đỏ - tím Các vạch màu riêng rẽ khác nhautrên tối (không cách đều) Các vạch tối quang phliờn tc
Cách tạo Các chất rắn, lỏng, khí có áp
suât lớn nóng sáng phát ra Khí có áp suất thấp bị kích thíchphát sáng Chiếu ánh sáng trắng qua khí cóáp suất thấp nung nóng
Tính chất chất hoá học nguồn sáng
t 0 chất hoá học nguồn sáng t 0 chất hoá học chất khí t
0
ứng dụng Đo nhiệt độ nguồn sáng Nhận biết thành phần hoá học Nhận biết thành phần hoá học
7 Hiện t ợng đảo sắc : điều kiện nhiệt độ áp suất , chất phát đợc hấp thụ
8 Phân tích quang phổ : Nhận biết nhiệt độ thành phần cấu tạo chất dựa vào quang phổ
- Ưu điểm : nhanh , nhạy, phân tích đợc mẫu chất xa, khơng định tính mà cịn định lợng
9 Tia hång ngo¹i :
Cách nhận biết : Đa nhiệt kế nhiệt điện vào vùng tối phía tím quang phổ liên tục nhiệt kế nóng nên
- nh ngha : Là xạ khơng nhìn thấy có đỏ - Bản chất : Là sóng điện từ - Cách nhận biết : Đa nhiệt kế nhiệt điện vào vùng tối phía đỏ quang phổ liên tục nhiệt kế nóng nên
(8)- T¸c dụng : Tác dụng nhiệt , tác dụng lên kính ảnh, tác dụng quang điện trong, điều biên
- øng dơng : sÊy, sëi, chơp ¶nh hång ngoại, ống nhòm hồng ngoại, điều khiển từ xa, cảm biến hồng ngoại
10 Tia tử ngoại :
- Cách nhận biết : Đa nhiệt kế nhiệt điện vào vùng tối phía tím quang phổ liên tục nhiệt kế nóng nên
- Định nghĩa : Là xạ không nhìn thấy có < tím - Bản chất sóng điện từ
- Nguồn phát : Vật nóng , nhiệt độ ≥ 20000 C
MỈt trêi nguồn phát tia tử ngoại mạnh (9%) - Tính chất : Bị thuỷ tinh nớc hấp thụ mạnh, không bị thuỷ tinh thạch anh hấp thụ, tác dụng lên kính ảnh, làm phát quang nhiều chất , ion hoá không khí , gây phản ứng , phản ứng quang hợp , tác dụng sinh lý
- ứng dụng:Phát vết nứt mặt kim loại, phát tiền giả, giúp thể chế tạo tiền vitamin D chữa còi xơng 11 Tia Rơnghen
- Nhận biết : Chụp ảnh , quang điện , nhiệt điện , ion hố - Cấu tạo: Bình thuỷ tinh p = 10 - 3 mm Hg , có hai điện cực đặt vào UAK = 104 V Trong ống xuất tia catốt là chùm electron chuyển động nhanh Đặt thêm điện cực
đối âm cực (Có nguyên tử lợng lớn , nhiệt độ nóng chảy cao ) Tia catốt đập vào đối âm cực phát tia Rơnghen
- Bản chất : Sóng điện từ có ngắn [ 10 -12 – 10 – 8 m] - Tính chất : Đâm xuyên , tác dụng lên kính ảnh , làm phát quang nhiều chất , ion hố khơng khí, diệt tế bào , gây đột biến nhiễm sắc thể
- ứng dụng : Chiếu điện ,chụp điện , phát khuyết tật sản phẩm đúc, đo liều lợng diệt vi khuẩn , tạo lồi Cơng thức f max min : eUAK= hf max = h
c λmin
12 Thang sãng ®iƯn tõ : ( Theo chiỊu giảm , f tăng ) - Sóng vô tuyến điện
- Tia hồng ngoại - ánh sáng nhìn thấy - Tia tử ngoại
- Tia Rơnghen - Tia gama
XÕp theo tªn gäi ; cách phát cách thu
Hồng ngoại
(m) Sóng VTD Nhìn thấy Tử ngoại Rơnghen X Tia
Phãng x¹ M¹ch LC VËt nãng t0 Nguồn sáng t0> 20000C ống Culitgiơ
(9)Chơng VI : Lợng tử ánh sáng
1 Quang điện: Chiếu ánh sáng thích hợp (có đủ ngắn) vào kim loại electron tự bật khỏi bề mặt – Quang điện : Chiếu ánh sáng thích hợp (có đủ ngắn ) vào chất bán dẫn electron liên kết bật
thµnh electron tự lỗ trống tự
So sánh quang điện quang điện trong: - Giống : Không chiếu sáng, cách điện
Chiếu sáng, dÉn ®iƯn
- Khác : Quang điện có thuộc hồng ngoại Tế bào quang điện : Bình chân khơng , vỏ thuỷ tinh đặt hai điện cực , catốt chỏm cầu kim loại xác định , anốt vòng dây kim loại
3 Thí nghiệm với tế bào quang điện thu đợc đờng đặc trngVơn – Ampe nh hình vẽ
4 Các định luật quang điện :
- Định luật 1: Điều kiện có quang điện
Giới hạn quang điện chất kim loại - Định luật : Chiếu sáng mạnh , electron bật nhiều - Định luật : Chiếu mạnh electron không bật mạnh , muốn electron bật mạnh phải chiếu ngắn - Thuyết lợng tử : ánh sáng hạt , hạt ánh sáng (gọi phôtôn ) có lợng = hf = h c
λ
5 Các công thức quang điện
- Năng lợng phôton = hf = h c
λ
- Công thoát e- A = = hf
0 = h
c λ0
- §iỊu kiƯn quang ®iƯn : ≥ A ≤ 0
- C«ng thøc Anhxtanh :
2 m v0 max2 = - A
- Để triệt tiêu dòng quang điện : e Uh =
2 m
v0 max
- Động tới anốt
2 m vmax
2 =
2 m
v0 max2 + @
- Trong điện trờng E : e quang điện chịu tác dụng lực điện trờng F = eE , thu đợc gia tốc a = eE
m ,
Nếu v //E e chuyển động thẳng biến đổi Nếu v E quỹ đạo chuyển động parabol Nếu e chuyển động từ A B điện trờng thực hiện cơng @ = - e UAB = e UBA
- Trong từ trờng B , e quang điện chịu tác dụng của lực Lorenxơ FL = Bqv sin = Bev sin
cã ph¬ng v
Nếu v // B FL = e chuyển động thẳng Nếu v B e chuyển động trịn với lực Lorenxơ đóng vai trị lực hớng tâm
FL = Fht = mv
2
R = m ω
2 R = Bev
6 HiƯu st quang ®iƯn Gäi P công suất chùm sáng
- Số photon chiếu vµo catèt t lµ N= PΔ t
ε
- Sè e quang ®iƯn khái catèt t lµ n =
IbhΔt e
- HiƯu st quang ®iƯn : = n
N =
Ibhε
Pe
7 L ỡng tính sóng hạt ánh sáng :
- Bíc sãng dµi, tÝnh sãng thĨ hiƯn rõ : giao thoa , tán sắc,nhiễu xạ , sóng dừng
- Bớc sóng ngắn , tính hạt thể rõ : đâm xuyên quang điện , ion hoá , ph¸t quang
8 Quang trở : Chất bán dẫn bị chiếu ánh sáng thích hợp ( đủ ngắn) điện trở giảm mạnh(quang
®iƯn trong)
ứng dụng thiết bị tự động
9 Pin quang điện : Biến đổi trực tiếp quang thành điện
10 L©n quang , huúnh quang :
- Huúnh quang : chiÕu tia tử ngoại ngắn vào một chất , chất phát > (nhìn thấy ) Tắt thì tắt
- Lân quang : chiếu tia tử ngoại ngắn vào chất , thì chất phát > (nhìn thấy ) Tắt trì khoảng thời gian
11 Vật lý nguyên tử :
- Mẫu hành tinh nguyên tử Rơdơpho : Nguyên tử gồm hạt nhân mang điện dơng electron quay xung quanh Hầu hết khối lợng nguyên tử tập trung hạt nhân
- Những thiếu sót mẫu Rơdơpho :
+ Khơng giải thích đợc tính bền vững ngun tử + khơng giải thích đợc quang phổ vạch hyđrô - Mẫu nguyên tử Bo :
+ Tiên đề trạng thái dừng : trạng thái nguyên tử không xạ lợng
+ Tiên đề xạ hấp thụ lợng : + mn= hfmn = h
c
λmn = Em En + Hệ quỹ đạo lợng tử ( quỹ đạo dừng ) : Các lớp quỹ đạo K , L , M , N , O có bán kính tỉ lệ với n
+ C¸c d·y quang phổ hyđrô :
- DÃy Laiman ( tử ngoại ) e nhảy từ K - DÃy Banme (có vạch nhìn thấy , lạitử ngoại ) e nhảy từ L
- D·y Pasen ( hång ngo¹i ) e nhảy từ M
(10)
1
λMN =
1
λMX =
1
λXN
Năng lợng mức : EK = - 13,6 eV
Năng lợng mức n En =
EK
n2
Ch¬ng IX : Vật lý hạt nhân
1.Cấu tạo nhân nguyên tử Bởi hai loại hạt prôton
nơtron gọi chung nuclon Mỗi hạt nhân nguyên tử gồm
Z hạt p N hạt n Số nuclon lµ sè khèi A= Z + N
Ký hiÖu : A
ZX
2.Lực hạt nhân Tơng tác giũă hạt nuclon , lực lớn lực biết, tác dụng khoảng cấch ngắn
3 Đồng vị : Các nguyên tử có số Z, khác số N khác số A nhng có cấu hình electron giống , đợc coi thuộc nguyên tố , xếp nguyên tố , xếp hệ thống tuần hồn các ngun tố hố hc ( ng v )
4 Đơn vị đo khối l ợng nguyên tử : u = đ.v.C =
1 12 m C12
u =
1 A
N gam với NA số Avôgađrô
hầu hết hạt nhân có số đo khối lợng đon vị u số nguyên Chỉ riªng
12
6C cã m = 12u
5 Sự phóng xạ : Một hạt nhân nguyên tử tự động phóng tia khơng nhìn thấy ( gọi tia phóng xạ ) biến đổi thành hạt nhân nguyên tử khác Tia phóng xạ : Có ba loại tia phóng xạ : - Tia α dòng hạt nhân hêli
4
2He có v = 107 m/s, ion hố mơi trờng mạnh, 8cm khơng khí - Tia β - dịng hạt electron đợc phóng từ hạt nhân nguyên tử
- Tia +β¿¿ dòng hạt pôzitron e+ ( phản hạt cđa
e- ) đợc phóng từ hạt nhân nguyên tử.
Tia β ion hoá yếu, bay đợc vài trăm mét khơng khí
- Tia ( gama ) sóng điện từ có l < 0,01nm , phôton có lợng cao, không khí điện trờng có khả đâm xuyên mạnh ( hàng dm chì ) Chú ý : Phóng xạ + kèm
theo phóng hạt nơtrino ( )
Phúng x phản ứng hạt nhân toả lợng , làm nóng mơi trờng nóng bình đựng phóng xạ Định luật phóng xạ :
Mỗi đồng vị phóng xạ có chu kỳ bán rã T , sau chu kỳ nửa số nguyên tử đồng vị biến thành nguyên tử khác
Chú ý : Phóng xạ trình xảy hạt nhân ngun tử khơng can thiệp đợc Dù tăng áp suất, tăng hay hạ nhiệt độ không làm thay đổi tốc độ phúng x
8 Các công thức phóng xạ: N = N0
t T
= N0 e- λ t m = m02
t T
= m0 e- λ t H = H02
t T
= H0 e- λ t
H»ng sè phãng x¹: λ =
2
Ln T =
0.693
T (
1
donvithoigian) Độ phóng xạ: H = N
Đơn vị đo becơren ( Bq = phân rÃ/ s ) Curi ( Ci ) = 3,7 1010 Bq
9 Phản ứng hạt nhân :
L tơng tác hạt nhân dẫn đến biến đổi chúng thành hạt nhân nguyên tử khác A + B C + D ( )
A + B C ( )
A C + D ( )
Phản ứng ( ) phóng xạ A gọi hạt nhân mẹ C hạt nhân D tia phong xạ α b 10 Các định luật bảo toàn phản ứng hạt nhân - Định luật bảo tàn điện tích
- Định luật bảo toàn số khối - Dịnh luât bảo toàn động lợng - Dịnh luật bảo toan lợng
Chú ý : Khơng có định luật bảo tồn khối lợng 11 Quy tắc dịch chuyển phóng x
- Phóng xạ hạt nhân lùi hai ô (về phía đầu bảng) - Phóng xạ b- hạt nhân tiến ô
- Phúng x b+ hạt nhân lùi ơ - Phóng xạ g hạt nhân khơng thay đổi vị trí
12 Phản ứng hạt nhân nhân tạo Dùng hạt nhân nhẹ gọi đạn, bắn vào hạt nhân khác gọi bia, gây phản ứng hạt nhân nhờ cách mà ngời ta tạo đợc đồng vị phóng xạ khơng cịn trái đất
13 ứng dụng đồng vị phóng xạ : - Nguyên tử đánh dấu
- Xác định tuổi cổ vật 14 Các tiên đề Anhxtanh :
- Tiên đề : Các hiên tợng vật lý xảy nh hệ quy chiếu qn tính Các phơng trình vật lý có dạng hệ quy chiếu quán tính - Tiên đề : Vận tốc ánh sáng chân không c = 108 m/s hệ quy chiếu quán tính 15.Hệ thức Anhxtanh l ợng khối l ợng
E = m c2
16.Độ hụt khối l ợng liên kết: Xét hạt A
ZX
Có độ hụt khối Dm = Z mp + N mn - mx Năng lợng liên kết DE = DmC2
Năng lợng liên kết riêng E A D = mC A D
Năng lợng liên kết riêng lớn thf hạt nhân bền vững
17 Phản ứng hạt nhân thu toả l ợng - Xét phản ứng hạt nhân A + B C + D
Có độ hụt khối Δm = mA + mB - mC - mD Nếu Δm > phản ứng toả E = m c2
Nếu m < o phản ứng thu E = |m|c2
18.Phản ứng phân hạch.Một hạt nhân nặng hấp thụ notron chậm,vỡ thành hai hạt nhân trung bình k notron thứ cấp toả lợng (khoảng 200MeV) Phản ứng phân hạch xảy dới dạng phản ứng dây chuyền, n notron thứ cấp có trung bình k notron hữu hiệu tiếp tục phân hạch ( k gọi hệ sè
nh©n notron )
DiỊu kiƯn cã phản ứng dây chuyền : k
Nếu k > gọi vợt hạn, phản ứng không kiểm soát, xảy mÃnh liệt, dùng làm bom nguyên tử
(11)NÕu k < gäi gới hạn, phản ứng dây chuyền
19 Phản ứng nhiệt hạch
- Hai ht nhõn nhẹ kết hợp thành hạt nhân nặng đồng thời toả lợng lớn (lớn phản ứng phân hạch tính theo khối lợng tham gia phản ứng) - Điều kiện phản ứng : Nhiệt độ cao hàng triệu độ để hạt nhân có động đủ lớn để thắng lực đẩy Culông, tiến tới tiếp xúc va phản ứng Cũng tăng tốc cho hạt nhờ máy gia tốc để có động đủ lớn
20 Chó ý :
- Năng lợng toả phản ứng hạt nhân dới dạng động hạt tạo thành lợng tia
g
- Khi phản ứng hạt nhân có khối lợng tạo thành nhỏ khối lợng hạt tham gia phản ứng (Dm > ) phản ứng toả lợng E = m c2 NÕu ta nãi r»ng
khối lợng biến thành lợng cách nói kh«ng
đúng
Tái số số không đáng nhớ hc
hc e m
e e m
MeV J
2
log x
Tơ ph¼ng
Tơ xoay Cã n l¸ gièng 2pv=2pc
(12)